Alexandre Deguine
Doctorat en Chimie de l’Atmosphère
Discipline Sciences de la Matière du Rayonnement et de l’Environnement
Thèse soutenue le 20 décembre 2018
Laboratoire de Physico-Chimie des processus de Combustion et de l’Atmosphère (PC2A)
Laboratoire d’Optique Atmosphérique (LOA)
Titre et résumé de thèse
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Perspectives
Titre et résumé de thèse
Propriétés optiques et chimiques des cendres volcaniques: mesures de laboratoire et applications à la télédétection spatiale
Lors d’une éruption volcanique, une énorme quantitée d’aérosols est émise dans l’atmosphère et peut être transportée sur de longues distances. En absorbant et en diffusant le rayonnement solaire, les cendres volcaniques influencent fortement le bilan radiatif de la Terre. Ces particules peuvent également affecter la santé humaine et, dans le cas d’événements intenses, perturber ou interrompre le trafic aérien. Les aérosols peuvent être détectés par télédétection en utilisant par exemple des spectromètres embarqués sur des satellites. Ces instruments enregistrent le signal d’extinction d’une colonne atmosphérique mélangeant les apports de gaz et d’aérosols. À partir de ces observations, l’objectif principal est d’estimer la composition chimique, la taille et la concentration en nombre des particules. Dans le but de restituer ces paramètres, il est essentiel de déterminer l’indice complexe de réfraction m. Cependant, celui-ci est mal connu et reste l’une des principales sources d’incertitude. Dans cette mesure, une nouvelle méthodologie a été appliquée afin de mesurer les spectres d’extinction de divers aérosols échantillonnés dans une large gamme spectrale. Le système mécanique est utilisé pour générer un nuage de cendres volcaniques. Les aérosols sont ensuite dirigés vers deux spectromètres enregistrant les spectres d’extinction de l’UV-visible à l’infrarouge et la distribution en taille. La combinaison de données expérimentales et d’un processus itératif est utilisée afin de récupérer les paramètres optiques n et k conduisant à l’indice de réfraction complexe m. Cette méthodologie a été appliquée à cinq échantillons de cendres volcaniques prélevés au Chili s en Islande. De plus, une analyse chimique a été réalisée pour chaque échantillon en utilisant la Fluorescence par rayons X (FRX) afin de déterminer le lien entre les propriétés optiques et chimiques. Enfin, les résultats obtenus grâce à la méthodologie sont utilisés pour l’inversion des cas d’étude d’IASI.
Directeurs de thèse :
Hervé HERBIN (LOA), Denis PETITPREZ (PC2A)
Examinateurs :
Lieven CLARISSE (CQP), Arnaud CUISSET (LPCA)
Rapporteurs :
Bernard LEGRAS (LMD), Jérome YON (CORIA)
Laboratoires: LOA et PC2A
Financement: Université Lille 1 / Labex CaPPA
